物理中数学思维的运用

时泽宇

[摘要]物理和数学是培养学生逻辑思维的重要学科，是引导学生树立正确的科研精和理性思想的基础课程，两者的关系是相辅想成的，在物理学中运用数学思维能够有效的提高学生物理学习效率，帮助学生养成良好的解题思路。本文结合具体的數学思维方法，结合相关的教学案例，指出数学思维在物理课程中的运用途径，并在此基础提出了加强物理数学思维运用的对策。

[关键词]物理教学 数学思维 教学应用

物理是一门理论和实践相结合的课程，其中蕴含着大量丰富的概念和定义，在一定程度上加大了学生学习的难度，很多学生在学习物理的过程中，不得其法，难以有效提高物理学习效率。数学思维模式在物理学习中的提出和运用，有效的解决了这一问题，能将复杂的、抽象的理论知识用数学的形式表达出来，如图形、不等式、替换法等，能够有效的提高学生的解题思路，培养学生良好的物理学习习惯。

一、树立正确的的数学思维理念，培养学生数学语言表达能力

数学思维在学生物理学习中发挥着不可替代的作用，数学思维是指运用数学的定义、理论和各种特殊的符号，对物理学知识进行综合性的表达，从而揭露物理学的本质，方便学生度物理知识的学习和了解，因此加强数学思维在物理教学中的运用，是提高学生物理学习能力的前提和基础。数学思维模式在物理理论知识学习中的作用主要表达在以下几个方面：

首先，数学思维能够简化物理概念。物理涉及的内容十分广泛，是对所有物质、能量和时空的科学研究，因而具有一定的抽象性，教师在教学新的物理知识时，会通过各种小实验让学生进行观察和交流，引导学生对某一物理现象归纳，加深学生对物理知识的理解。在教学过程中，教师要有意识的培养学生的数学语言表达能力，将抽象的理论知识用简洁的数学语言进行阐述，如在学习匀速圆周运动时，可以通过公式列出线速度和周期之间的关系，即线速度（V）=弧长（s）/周期（t），方便学生记忆和理解，同时还能根据其基本公式推动出向心力加速度a和线速度及周期之间的关系，即向心力加速度a=V2/r=（2π/t）2r，利用数学中类比思想，提高学生的物理学习效率。

其次，发挥数学思维图形结合理念在物理知识中的表达。图形表达法是数学思维模式的重要组成部分，在物理学习中利用图象表达法，能够更加直观的将物理理论知识呈现在学生面前，加深学生对知识的理解。一方面图象表达法具有简洁的特征，如在学习物体运动过程时，涉及到物体运动的轨迹、过程等，为了能够进一步激发学生的想象力，需要借助各种图象、直线，将其运动的路线清楚的的展示出来，方便学生学习；另一方便图象表达法还能够帮助学生理清物理知识结构框架，提高学习效率，物理知识所要学习的内容十分多，每一知识点方面又分为无数个知识点，将这些知识运用树状图标注出来，帮助学生记忆。

此外，数学思维能够对物理公式进行推导。在物理学习中，学生很容易遇到各种问题，如知识概念混淆、基础理论知识记不住，解题能力相对薄弱等，使得学生失去学习的物理的兴趣，导致学生学习效率较低，而数学思维中可以通过类比、推理等方式，让学生学会物理解题思路，如在进行电路学习时，可以依据欧姆定律的基本概念进行深入的学习。

最后，依据物理学习的内容选择不同的数学思维模式。物理涉及到物质能量转化、运动轨迹变化及时间和空间的转变，根据不同的学习内容，需要选择合适的数学思维模式，如利用不等式求解镜像问题、利用图象求解位移问题等，充分发挥数学思维在学生物理学习中的积极作用，从而提高学生的物理学习能力，引导学生树立科学观念。

二、利用数学思维培养正确的解题思路，提高学生物理解题效率

物理学习不仅在于让学生掌握理论知识，更重要的是能让学生将物理知识灵活的运用到问题的解决中，实现物理学习的价值和意义。随着新课程改革的不断深入，要求物理这一门课程要培养学生的观察和实验精神，提高学生的科研能力，促进学生的全面发展，为此学生在学习物理的过程中要注意科学的运用数学思维，从数学思维的角度深入研究和探讨物理现象，从而提高自身的学习能力。

第一，实现理论与实践的有效结合。物理是一门实践性很强的课程，在学习过程中涉及到大量的实验问题，尤其是在物理习题中，经常需要学生根据给定的的条件，设计实验过程，从实验目标、实现理论、实验过程、实验结果等方面进行综合性的考察，这就要求学生回答这一问题时，要结合相关的实践经验，进行经验总结，进而设计出合理的实验流程，保证实验结果的准确性。

第二，运用数学符号和公式解答物理题目。物理习题是检验学生学习成果和效率的有效方式，通过分析学生的物理习题，可以帮助其找出自身搞学习的薄弱环节，并有针对性的进行训练，加深和巩固物理知，同时物理试卷考核的内容比较多，并有时间限制，如何在限定时间内解答出所有的题目，是现阶段学生需要关注的重点问题。为此，利用数学符合和公式，能够简化学生的答题过程，缩短答题时间，使得学生能够快速、准确的回答基本问题，为后面的综合题留下足够的解题时间。

第三，运用数学思维找出物理问题的关键。很多学生在进行物理问题解答时，容易受到不相关条件的影响，脱离正确的解题思路，使得自身的思考陷入混乱转状态，甚至可能将简单的问题复杂化，不仅无法进行正确的解答，还降低了解题效率，不利于学生的学习。对此学生要有意识的运用数学思维找出问题的关键，将物理习题的语言表述转化成直观的图象、公式等，避免习题中的语言陷阱，如在进行位移距离求解时，学生可以将不同的行驶距离和方向用直线和箭头表达出来，简化问题，从而拓展学生的思路。

三、结论

综上所述，数学思维在学生物理学习中发挥着重要的作用，培养和加强学生在物理学习中运用数学思维进行有效学习的方法，不仅能够加强学生对物理知识的理解和记忆，还能够引导学生树立正确的物理解题思路，提高学生的物理学习能力。为此在进行物理理论知识和实践学习的过程中，要充分发挥数学思维的学习作用，将复杂、抽象的物理知识，用简洁的数学语言表达出来，从根本上掌握物理知识，使得物理知识真正能够为己所用。